电动汽车充电桩现场安全问题的研究

电动汽车充电桩现场安全问题的研究

马莉

洛阳市质量计量检测中心 河南省 洛阳市 471000

摘要：新时期发展下电动汽车销售水平不断提高，在很大程度上缓解了汽车能耗污染等问题。文章通过对电动汽车充电桩常见类型进行分析，结合当前存在的安全问题探讨充电桩安全管理措施。

关键词：电动汽车；充电桩；现场问题；安全问题

引言

发展电动汽车行业是国家新能源战略的重要方向，建设完善的充电设施是实现电动汽车产业化的前提，充电设施的建设与电动汽车的发展相辅相成，相互促进。不同业态的新建项目停车场充电桩数量设置要求各不相同，设计前应结合当地政策对充电桩的容量及预留条件在施工图中明确，充电桩与车位配比、安装到位或预留远期安装条件、快慢充比例、是否要求设置独立充电桩变压器或是由公变、专用变压器提供电源、电价计量的要求以及其他消防及安全上的具体要求做详细了解。

1充电桩的类型

充电桩是一种具有计量计费功能的、为电动汽车车载充电机提供电源的供电装置,被安装在电动汽车外,与交流电网连接。充电桩主要有两种类型,分别是交流充电桩和直流充电桩。首先，交流充电桩。交流充电桩具有票据打印功能,使用三相四线AC380V交流输电,有定电量、定时间、自动充满断电三种充电模式。它采用触摸屏(或液晶+键盘操作),能显示当前电量(已充电电量、待充电电量)、时间(已充电时间、剩余时间等)、充电模式及计费信息等,除此之外,还具有人机交互功能,可自由选择充电模式。在安全防护方面,交流充电桩安装有漏电保护器,具备急停按钮,拥有防触电电磁闭锁机构。其次，直流充电桩。直流充电桩能提供充电接口和人机接口,是充电机为电动汽车提供慢充和快速充电的辅助设备,能控制电动汽车充电过程,可以实现充电开停机、插卡计费等操作。充电桩的主控制器是经过二次开发后的嵌入式单片机,可以实现充电接口管理、IC卡管理、联网监控、凭据打印等功能,是充电操作人员实现操作的人机系统。在功能方面,直流充电桩和交流充电桩基本相同,二者的差别在于直流充电桩可以实现快速充电,可以满足电动大巴的日常充电活动,能为电动轿车提供中快速充电服务。因此,直流充电桩能为用电站经营者提供方便,更适合单位用户使用,主要在写字楼、购物中心、停车场等单位内部安装。

2电动汽车充电桩现场安全问题分析

2.1汽车充电桩资源配置不合理

首先，现状充电设施总体规模不足，设施短缺压力大。以某市为例，通过前期大力建设临时新能源公交场站，公交充电设施与纯电动公交车辆的充电需求基本匹配，但随着纯电动出租、物流及私家车规模的增长，其充电桩缺口逐步加大。由于充电设施短缺，高峰期出租车充电排队时间长（近1h），充电难这个问题突出。其次，电设施占用临时用地比例高，缺乏稳定性和持久性。目前国内充电站大多利用临时租赁场地建设，到期续期难、片区开发建设面临拆除压力等导致充电设施稳定性较差，难以满足长期稳定运营需求。

2.2电网负荷较高

我国电动汽车生产规模正在逐渐加大，未来也必将会有更多的可移动电动汽车的充电负荷接入电网中，但是，电动汽车的数量一旦达到相应的数目时，就会出现颇为严重的无序充电行为，这会造成充电站的资源利用率出现不均匀的问题，而且随之而来的线路拥塞、电网局部超高负荷等问题更会对电网的有效运行带来极为不利的影响。基于此，实现针对电动汽车充电调度策略的有效优化就显得尤为必要。

2.3充电技术不规范

当前的电动车充电桩操作相对较为复杂并且不规范，例如，在当前的电动车充电桩建设使用的往往设备与操作界面存在不统一性，导致操作流程往往不同，摒弃服务充电技术的规章不标准化，实际的操作流程往往存在不规范的现象。在当前的电动车充电桩充电技术的难题现状中，主要设计规范性和发展性难题。

3电动汽车充电桩现场安全措施

3.1采用监控预警方式,加强对充电桩的防护

保障整个充电过程的安全性才是很多消费者注意的重要话题。充电过程中不仅仅要对电池的安全性予以重视,还需要对充电的设备可能发生的风险等做好预防准备,这样不仅能使整个充电过程具有较高的安全性,还能提升触电保护的效果。实施充电设备的动态预警能使可能发生的故障得到保护,例如:开展快速降功率后能实现对故障的降级处理,避免隐患转化为直接的故障。例如,借助监控系统对充电设备可能会发生的充电枪温度升高、功率器件发生温度升高、母线连接线发生温度升高等问题的监控后,监测系统就能直接对可能出现的风险做出预警处理,保障充电设备不再输出较高的功率。

3.2做好环境影响评价

在探究电动汽车充电站项目对周边环境所产生的影响时，它的建设期以及运营期整个系统对环境的影响目前可以参照其他类似的建设项目进行完善，评价方法也可以按照其他类似项目来进行开展。对于建设期以及运营期涉及环境影响因素评价，可以采用以下几种方法；对于建设期所产生的水土流失，生态性破坏、建筑垃圾以及施工污水环境因素影响，可以采用资料分析法；对于所产生的噪声可以采用数学模型法，对于所产生的粉尘也可以采用资料分析法；在建设项目运营期阶段，所产生的噪声可以利用数学模型法，所产生的工频电磁场以及无线电的干扰可以采用类比法。目前，对于电动汽车充电站整个系统相排放的污染物规律还认识不足，因此评价方法还有待欠缺，目前，主要以定性评价为主，需要逐步总结定量评价的方法。

3.3基于运行风险的充电负荷接入节点优化

由于配电网各节点脆弱程度不同，充电负荷接入配电网的不同节点造成的运行风险不同。通过充电负荷接入节点优化，可找到充电负荷的最佳接入节点，为充电站选址和充电负荷接入节点规划提供建议，或在充电站已建成时根据充电站位置和馈线长度约束确定充电负荷候选接入节点，在考虑新建馈线成本的前提下优化充电负荷接入节点，以改善配电网运行风险。若充电站还处于规划状态，只考虑充电负荷接入位置对配电网运行风险的影响，可将充电负荷分别接入配电网各节点，通过分析配电网运行风险大小来筛选最优充电负荷接入节点。若充电站已建成或充电站地址已确定，可根据充电站位置和配电网各母线节点位置，基于新建馈线长度约束来确定充电负荷候选接入节点，并将充电负荷就近接入附近负荷节点作为初始接入方案，按照新建馈线长度由小到大确定候选接入节点顺序，计算充电负荷接入其所有候选接入节点对应的配电网运行风险和新建馈线成本，综合考虑两者，选出最优接入节点。

3.4优化在电动汽车充电桩充电技术的效果

在电动汽车充电桩的充电技术难题解决上，需要当前的电动汽车充电桩的构架进行创新，运用新型信息网络技术来实现充电桩的交易服务和充电控制的独立。在实际的效果中，在成本对比上：优化后的电动汽车充电桩构架能够时间逐渐优化设计，将控制与充电交易服务分离，确保每个部分不会对其他的造成影响，保证了硬件资源的合理运用和技术改造；同样在维修成本上，改进后的电动汽车充电桩能够降低后期的维护工作量，方便充电技术的升级；在电动汽车用户的体验上，创新的电动汽车充电桩具备简单的操作，不需要学习较高的技术就能够实现电动汽车的充电。

结语

综上所述，随着电动汽车生产和销售的不断增加,亟需解决电动汽车充电问题,充电桩的数量也会随之快速增长。为满足电动车充电做好充电桩安全管理，加强监控预警平台建设，做好环境影响评价，优化充电技术是必然可行的。相信在日后发展中电动汽车充电桩安全技术水平将会越来越高。

参考文献

[1]曾庆捷.我国电动汽车充电技术发展趋势探析[J].山西电力,2020(02):38-40.

[2]袁博.电动汽车换电模式的发展现状及趋势综述[J].汽车文摘,2020(05):23-27.

[3]高驰.换电模式能否突破电动汽车续驶里程限制？[J].汽车与配件,2020(07):66-67.